실험적 설계

이 기사에서는 통계에서의 실험 설계가 무엇인지, 그리고 그것이 무엇을 위해 사용되는지 설명합니다. 또한 실험 계획을 작성하는 방법과 이러한 계획 유형의 예를 살펴보겠습니다.

실험적 디자인이란 무엇입니까?

실험 설계는 독립 변수와 종속 변수 사이의 관계를 연구하는 데 사용되는 통계적 방법입니다. 따라서 실험 설계에는 독립 변수를 의도적으로 조작하여 종속 변수에 어떤 영향을 미치는지 분석하는 작업이 포함됩니다.

따라서 실험 설계는 가설 검정을 대조하는 역할을 하여 수행된 연구에서 도출된 결론을 사용하여 연구 가설이 참인지 거짓인지를 결정합니다.

일반적으로 실험 설계에서는 독립 변수가 종속 변수에 미치는 영향을 연구합니다. 그러나 두 개 이상의 독립변수가 종속변수에 미치는 영향도 조사할 수 있습니다.

도출된 결론이 정확하려면 분석할 변수를 격리해야 하므로 외부 변수를 제어해야 한다는 점에 유의해야 합니다.

실험 계획을 세우는 방법

실험 계획을 수행하는 단계는 다음과 같습니다.

1. 연구변수 정의 : 조사의 독립변수와 종속변수를 결정해야 합니다.
2. 통계적 가설 수립 : 작업 가설, 즉 연구가 입증하려는 변수 간의 관계가 무엇인지 정의해야 합니다.
3. 실험 연구를 설계할 때 작업 가설을 반증하기 위해 조사를 수행할 방법을 계획해야 합니다.
4. 표본 연구 : 독립변수의 값이 종속변수에 어떤 영향을 미치는지 분석합니다. 일반적으로 모집단의 모든 개인을 연구할 수는 없으므로 대표 표본에 초점을 맞춰야 합니다.
5. 결론 도출 : 얻은 결과로부터 결론을 도출하고 작업 가설이 참인지 거짓인지 결정합니다.

모든 통계 연구는 정확하고 신뢰할 수 있으며 재현 가능해야 하므로 프로젝트에 많은 시간과 노력을 투자하기 전에 반드시 이 세 가지 원칙을 따르십시오.

실험 설계의 예

개념 이해를 마무리하기 위해 실험 설계의 간단한 예를 살펴보겠습니다.

이 경우, 우리는 수면 시간이 직장에서의 사람들의 기분에 영향을 미치는지 연구하고 싶습니다. 따라서 독립변수는 평균 수면 시간이고, 종속변수는 근로자의 기분이다.

따라서 본 연구의 귀무가설은 수면시간이 사람의 기분에 영향을 미치지 않는다는 것이고, 대립가설은 수면시간이 기분에 영향을 미친다는 것이다.

따라서 작업 가설을 연구하기 위해 우리는 같은 회사의 직원 30명으로 구성된 두 그룹을 무작위로 선택했습니다. 2주 동안 한 그룹은 하루 8시간, 다른 그룹은 하루 최대 5시간 자게 됩니다.

그런 다음 참가자의 기분을 평가하기 위해 마지막 날에는 연구에 참여하지 않은 근로자 20명의 샘플을 요청하여 지난 2주 동안 각 참가자의 기분을 평가하도록 합니다. 등급은 1부터 5까지이며, 1은 가장 낮은 등급이고 5는 가장 좋은 등급입니다.

실험을 진행한 결과, 하루 8시간 잔 그룹은 평균 평점 4.1점을 받았으나, 하루 5시간만 잔 그룹은 평균 평점 2.7점을 받았다.

두 수단의 차이는 명백해 보이지만 육안으로는 그러한 결론을 도출할 수 없습니다. 따라서 평균의 차이에 대한 가설 테스트가 수행되었으며 실제로 두 평균이 통계적으로 다르다는 결론을 내렸습니다. 따라서 수면 시간이 업무 기분에 영향을 미친다는 귀무가설은 기각됩니다.

실험 설계의 유형

실험 설계의 유형은 다음과 같습니다.

• 사전 실험 설계 : 독립 변수를 의도적으로 변경하지 않고 변수를 관찰합니다. 예를 들어, 교사는 학생들에게 새로운 교수법을 적용하고 한 학기 후에 학생들의 성적이 향상되었는지 여부를 분석합니다.
• 진정한 실험 설계 : 두 개의 통제 그룹이 구성되어 한 그룹에서는 독립 변수가 조작되고 다른 그룹에서는 조작되지 않습니다. 이런 방식으로 두 그룹 간의 독립변수의 영향을 비교할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 질병을 앓고 있는 무작위로 구성된 두 개의 대조군 중 한 그룹에만 약물을 투여하여 약물을 복용하지 않은 그룹에 비해 환자의 상태가 호전되는지 여부를 평가합니다. 약.
• 준실험 설계(Quasi-experimental design) : 이 유형의 실험 설계는 이전 설계와 유사하지만 대조군을 무작위로 선택하지 않고 이미 형성된 그룹을 연구합니다. 예를 들어, 두 개의 서로 다른 수업에서 새로운 교육 시스템의 구현을 연구합니다.

실험 설계 및 요인 설계

요인 설계는 실험 설계와 일부 유사점을 공유하는 실험 유형이므로 아래에서는 이러한 유형의 연구가 무엇을 포함하는지 간략하게 살펴보겠습니다.

통계에서 요인 설계는 두 개 이상의 요인으로 구성된 실험이며, 또한 각 요인은 서로 다른 값이나 수준을 갖습니다. 따라서 요인 설계에서는 이러한 각 요인이 종속변수에 어떤 영향을 미치는지 연구하고 여러 요인 간의 상호 작용이 반응 변수에 미치는 영향도 분석합니다.

따라서 실험 설계와 요인 설계의 주요 차이점은 독립 변수의 수입니다. 실험 설계는 일반적으로 단일 독립 변수를 사용하여 수행되는 반면 요인 설계는 일반적으로 두 개 이상의 독립 변수를 사용하여 수행됩니다.